半导体泵浦稀有气体激光器通过半导体激光泵浦放电惰性混合气体，实现近红外激光输出。该激光器将半导体激光泵浦与气体激光器的优势相结合，被视为碱金属蒸气激光器的潜在替代方案，可以有效防止碱金属激光器镜片污染问题，具有量子效率高、适合大气传输、光束质量好等优点，在大规模工业生产应用、太空能量传输和未来高能激光武器等领域具有重要应用价值。 本项目提出了电光“两级泵浦”模型，提出了更为完善的五能级结构半导体泵浦稀有气体激光器动力学模型，建立连续稳定运行时的泵浦方程与激光输出方程。针对连续混合气体放电、工作介质密度与放电参量的关系展开了研究，结果表明，增大约化电场强度和氩气摩尔分数可以有效增大工作介质密度，实现了对于高效获得高密度工作介质的有效预测。分析了各项系统参量对于总效率影响，这些参量包含泵浦光强、气体组分、约化电场强度、工作介质长度、混合气体气压、输出耦合镜对于激光波长的反射率，通过对各能级粒子产生与损耗的动态平衡过程展开了讨论，表明两级泵浦过程与非激光损耗之间存在相互平衡与竞争，最终导致了上述参量均存在最佳值。针对稀有气体吸收谱线、辐射谱线、能级跃迁以及能级展宽机制展开研究，并以此为基础设计了基于端面泵浦和侧面泵浦的多程泵浦结构，有效提高泵浦效率。针对目前国际上采用单腔端泵DPRGLs难以获得高功率输出的问题，开展了基于MOPA结构放大方案的研究，通过向放大器内注入种子激光，实现高功率和高放大倍率的激光输出。通过对各项参数展开优化设计，得到了功率为100 kW的连续DPRGLs激光输出，其总效率为51.5%，光光转换效率为62.5%，该研究方案对于实现满足工业需求和国防需求的高功率、高总效率的DPRGLs系统具有重要意义。